1830年8月，新疆又发生了叛乱。这次战乱是由张格尔的余党博巴克等发动的，帮办大臣塔斯哈战死。清政府为了防止事态扩大，迅速派杨芳、杨遇春、长龄前往协剿。魏源这时正在北京等待考试，听说西北发生战乱，于是自愿前往。当他风尘仆仆、不远万里到达甘肃时，清朝的各路大军已先后抵达新疆，已不要增援，他只好在甘肃待命。1830年10月，博巴克败走。魏源这次从军，原想西出阳关，效命西域，但只是半途而废。对此，他深以为憾，他作诗说：“我生第一伤心事，未作天山万里行。”
他在西北虽没有参加激烈的战斗，却体验到了军中生活的艰苦。对这段见闻，他作了些诗，有的分析、记叙了边疆地区发生战乱的原因，以及北部地区的军营生活，有的则强调西北边防的重要，不一而足。这些诗都表达了他对国家领土完整，不得以尺寸之地让人的急切心情，洋溢着一个中年知识分子对祖国的热爱感情。1831年春，魏源在甘肃得知父亲病重，遂请假去江苏宝山探亲。这年七月，魏邦鲁去世，魏源便在江苏定居下来。
魏源第一次从军没有参加战斗，但已体验到军中生活。1840年，中英爆发了鸦片战争，魏源出于爱国主义激情，毅然参加了浙江沿海的抗英斗争。在这次战争中，他目睹了外国侵略军的凶恶狡猾，也看到了清政府的腐败无能。他空有一腔爱国之情，却难以实现保卫疆土的壮志。
自从嘉庆末年以来，鸦片的输入不断增加，国内白银大量外流，人民生活日见困苦，并引发了许多社会问题，爱国知识分子对此已有觉察，纷纷呼吁早日禁烟。魏源说：“鸦片耗中国之精华，岁千亿计，此漏不塞，虽万物为金，阴阳为炭，不能供尾闾之壑。”他指出长此以往，中国将更为贫弱。其他一些有远见的朝臣也请奏禁烟。据他们粗略估计，从1833-1838年，清政府总共流失白银4亿余两，这样惊人的数字震惊朝野。当时的湖广总督林则徐见此也极力要求禁烟，他请奏说：“游毒于天下，则为害甚巨，法当为严。若犹泄泄视之，是使数十年后，中原几无可以御敌之兵，且无可以志饷之银。”其实，这并非危言耸听。道光帝看到这些奏章后，开始感到鸦片泛滥的危害，于1838年11月任林则徐为钦差大臣前往广东查办鸦片事件。
林则徐是清代杰出的爱国知识分子之一，他才识过人、政绩卓著，是清代维新运动的先驱。魏源等人听到这样一个有才干的人前往广东禁烟，都为之雀跃。他们劝勉林则徐要坚持禁绝鸦片，绝不要被黠猾游说之人所蛊惑，一定要使禁烟成功。林则徐到广东以后，力行禁烟，因此得到广大文武官员和百姓的支持。他强迫英国领事义律交出鸦片，驱逐经营鸦片的外国商人，查办吸食鸦片的中国犯人。到1839年，他已收缴鸦片118万余千克，并将之焚毁，受到中外人士的颂赞。
1839年9月，英国开始向中国增派军队，妄图以武力阻挠中国的禁烟运动。但他们在广东受到林则徐的坚决抵抗，在福建又受到邓廷桢的反击，沿海地区的人民也展开了英勇的反侵略活动。英军不能取胜，便一路北上，试图用武力、战争、谈判等各种手段胁迫清政府投降，以维持其鸦片贸易。
1840年，林则徐受投降派代表人物琦善的诬陷，受到革职处分。道光帝后任琦善为两广总督。琦善到广东后，一反林则徐所为，撤去防务，解散民兵。后因擅自允许赔偿烟价、割让香港、开放广州等事，被清政府撤职拿问，但林则徐的禁烟成果被他毁于一旦。后清政府又派奕山前往广东。奕山也是一个酒色之徒，到广东后只顾饮酒作乐，不关心政事，还骂人民是汉奸，放纵部下扰民，于是大失民心。
1842年，清政府因伊里布“迁延不进，下部严议”，调回本任，改派裕谦为钦差大臣，办理浙江事务。裕谦是满族人中坚决主张抵抗并以身殉国的唯一人物。他到浙江后，魏源便开始在军营中生活。
本来魏源是由友人推荐到伊里布营中工作的。在此期间，他曾审问过英军俘虏安突德。根据其口供及一些其他资料，魏源写了一篇《英吉利小记》，记载了英国和其所占殖民地的一些情况，并详细记载了英国国内的政治、经济、军事、文化、宗教、风俗等，从而为闭关锁国的清政府提供了一份难得的敌军材料，为其做到知己知彼提供了可能。
当裕谦前往浙江后，魏源又到裕谦营中工作。这时，英军已侵入浙江附近海域，定海的防守问题已成为防卫研究工作中的重点。在讨论中，有人坚决主张固守定海。魏源则认为，定海孤悬海中，以前已遭受英军破坏，故英军这次来犯，没有必要固守，而应将兵力部署在浙海沿岸城市，如加强镇海、宁波等地的防务，但这个意见未被采纳。既然要固守，就应重修城墙，在修城问题上又有人主张依山修城，只修一面城墙足矣。魏源认为，固守已为下策，如果依山为城，敌人如从山下翻过来则无从抵抗：如果山上设防，用于防守的兵士则需增加，必然造成兵力分散。而且山势险峻，兵士上下奔波，则会劳累过度，不利战争。由此看来，若要固守，则只环绕现有的内城，修建新的外城，这样既能“城足卫兵”，又能“只足守城”。裕谦虽然主张坚决抵抗，但他并未到定海视察，只是根据地图来指挥，所以，他最后采用了坚守定海和依山修城的意见。
1841年，英军攻入定海，果不出魏源所料，由于清军兵力分散，无法应战，总兵葛云飞等人血战六昼夜而死。定海再次失陷，清军只好退守镇海。镇海提督余步云毫无战意，他所据守的招宝山虽是要害，且是易守难攻，但英军一到，他便率先逃走。总兵谢朝恩率兵英勇抵抗，但终因寡不敌众而战死，镇海也告失守。这样，英军直下宁波。余步云被逮入京处死。
在镇海失守以后，裕谦也投水而死。
这年九月，皇帝又遣奕经率军前往浙江。当他前进到苏州后，因留恋于城市的繁华，便借口筹备军务而驻军不前。他在此赌博酗酒，作威作福，到1842年正月，才驻进绍兴，在此，他们是大饮绍兴酒，终日醉醺醺，而进城的士兵则让老百姓用门板抬着，极尽荒淫。奕经驻军绍兴后，便兵分三路，企图全面收复失地，但除水勇郑鼎臣在定海获胜外，其余诸路都为英军所败，奕经等人逃回杭州。他们不但不对军事失利进行认真总结，还谎称是有汉奸勾结乡勇倒戈造成的，同时还虚张敌人之声势，以减轻自己的罪责。至此，道光帝也无意再遣新援，准备投降了。
如果说，魏源在第一次从军时失望的是未能亲历战争，那么第二次从军所失望的则是统治阶级的荒淫无道。经历这次事件后，魏源也从满怀激情到大失所望，心情也变得十分沉重，对自己的去留问题也开始加以考虑了。魏源十分爱国，但他害怕失败，害怕看到统治阶级的无能。
魏源经过再三考虑后，已感到浙江的事务和战争的前途渺茫：一方面道光帝已由主战转向妥协退让，主战的官员遭到排斥，而主降的则日渐得势；另一方面浙江军营中缺少得力人才，那些能征善战之士已经相继阵亡。同时领导浙江防务的更是一群贪污腐化的贵族，只知吃喝玩乐、贪赃枉法，毫无战斗力可言。
对于这样的局势，魏源已感到悲观失望，自己原来抱有的为国效命，抵御外来侵略者的雄心壮志，到现在也已无可奈何花落去，他的一点锐气也被消磨殆尽。他不得不辞去军中职务，回到了扬州家中。他在回家的途中，心情怎么也平静不下来，回想自己几年来的经历，在船上，他愤然写了这样一首五律：
到此便筹归，应知与愿违。
狼烟横岛峤，鬼火接旌旗。
猾虏云翻覆，骄兵气指挥。
战和谁定算，回首钓鱼矶。
在这首诗中，他表达了当时的心情：对战争已无所能力，同时也表达了抱负不能实现的无奈。
他的友人姚燮到浙江军营去看他，但这时魏源已离开镇海回扬州去了。他便写了一首诗表达当时自己的心情。他在诗中说：
忆昔红夷寇东浙，吾乡六县多亡迪。
万营压江守鸡隘，大树尽与兵者芜。
城头旗帜动落日，君来立马千踌躇。
早知狼藉不可整，纷纷肉辈难为徒。
掷其腰剑向沟渎，飘缨振策还长途。
拟留三日作痛饮，片鸿已渺风难呼。
这里讲到了魏源离开浙江是迫不得已，是被迫掷其腰剑而去的。